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直立堤前波浪和波压力概率特征 总被引：2，自引：1，他引：2
随着海上石油、矿物资源的开发和航运事业的发展,要求在海上建立更多的水工建筑物和码头。目前,直墙式水工建筑物仍是工程建设中广为采用的结构型式,为选取其最优结构,必须知道该建筑物前波浪及作用力的概率特征,这关系到工程设计中对直墙式水工建筑物的稳定度和强度的计算。因此,研究自然条件下直立堤前的波浪、波压力概率特征,对建立一种考虑海浪的不规则性来计算作用于直立堤上波压力的工程计算方法是具有重要意义的。自六十年代末,国外就开始观测和研究海浪对直立堤的作用。近年来,我们在 相似文献
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关于直立墙前的立波压力,自1928年法国工程师森弗罗在椭园余摆线波理论的基础上求得数学解以来至今已有很多的理论计算方法。但是这些理论计算的结果有的互相之间相差较大,目前由于原型观测和模型试验技术的不断开展,对进一步校核这些理论的正确性和使用条件,并探讨新的计算方法更加引起了各国学者注意,特别是对直立墙前的浅水立波压力的试验研究。它将直接对直立式水工建筑物的设计产生较大的影响。因此本文选用了1979年在标定波浪水槽性能的试验中测得直墙前立波压强度,以及垂直分布情况的部分资料进行了整理分析,与几种理论计算方法和我国规范方法的计算值进行了比较探讨,其结果如下。 相似文献
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在圆筒形防波堤和V形防波堤的基础上,结合离岸堤后形成V形和半圆形连续出现的韵律海岸的地貌平面形态特点,提出一种前墙为连续的半圆筒形防波堤形式。通过在波浪水槽内进行规则波物理模型试验,探究这一新型防波堤的波压力分布规律及波高、周期、水深等因素对波压力的影响。将试验结果与海港水文公式和合田良实公式计算的理论值对比分析,给出了以合田良实公式的折减系数来拟合新型弧形防波堤波浪总水平力的计算公式。结果表明:新型弧形防波堤上的波压力随波高、周期的增大而增大,其水平波浪总力比同等尺度直墙少10%左右。 相似文献
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海浪对直立堤作用力的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
海浪对水工建筑物作用的研究是具有十分重要意义的.目前直立堤在海岸工程中仍然是一种广为采用的结构型式.众所周知,很早以来,人们就波浪对直立堤的作用力问题进行了广泛的研究,获得了不少成功的结果.但至今在工程设计中,关于海浪对直立堤作用力的计算方法仍是把复杂的海浪抽象成为规则波的形式,根据规则波的波高、周期来计算,并且大都借室内规则波的模型试验进行验证与订正.在这种计算过程中,目前多数在求得海浪参数时,是考虑了海浪的不规则性的,但在波压力计算本身,则又从规则波理论出发.因此,为建立工程上实用的海浪对直立堤作用力的计算方法,国内外都从各种途径进行着研究. 相似文献
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底部透空不透水建筑物是近海工程中的一种新型结构,与传统水工建筑物相比,其能灵活适应基床不发生变形、阻止波浪进入后方造成破坏。本文通过构建物理模型,在波浪水槽中进行试验,测试了底部透空不透水直立建筑物不规则波作用,得到了不同水深、相同波浪要素时,该型直立建筑物迎浪面和底面的水平总力最大时各测点正向波压力和负向波压力数据。对比分析了不同水深下底部透空不透水直立建筑物的水平总力及垂直力,总结了波峰和波谷作用下波浪力沿建筑物表面的分布规律,可为海岸工程结构设计提供依据。 相似文献
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随着海上石油、矿物资源的开发和海上运输事业的发展,要求在较大深度上建立各种水工建筑物和码头,而为了选取这种建筑物的最佳结构,必须知道波浪及波压随深度的变化。为了进一步发展和更精确地建立计算波浪作用于直立式建筑物上波载荷的方 相似文献
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如何确定近海水域中水工建筑物的顶标高是设计工程师必须考虑的重要问题。建筑物顶标高选取的是否合理主要取决于潮位和波高。相对地说潮位问题是容易解决的,而波浪特别是涉及到浅水波浪问题则是十分复杂的。目前,由于海浪理论包括规则波理论本身还不够完善,因此,根据某些理论获得的纯理论结果并不能作为设计水工建筑物的唯一依据。理想的办法是 相似文献
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一、前言近年来,随着港湾工程的迅速增多,直墙式建筑物的设计工作量亦日益增多。由于波浪的杂乱性,波压力分布规律的研究都采用理论计算、实验室内模型试验和现场观测三结合的方法,其中现场观测是研究的基础。在研究波压力的空间分布中,通常我们以垂直方向上不同位置上各点随时间的同步压力分布图研究为主。这个分布规律多半在静水位的稍上方处出现最大值,向下急剧地减小,这一规律对于海工建筑物的设计具有重 相似文献
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波浪聚焦被认为是产生极限波浪的重要机理之一,近年来受到普遍重视。通过高阶谱方法,引入造波边界建立数值计算模型,模拟聚焦波浪在不同方向分布时的产生和聚焦过程,研究波浪的方向分布对聚焦波浪的波面、波峰最大值、聚焦点的偏移、波面参数及频谱的影响。研究结果表明波浪方向分布越窄,波浪的非线性影响越强、波面越陡,波峰值、聚焦点的偏移和波面特征参数都越大;同时方向分布对波浪聚焦前后的能量具有很大的影响。 相似文献
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孤立波与带窄缝双箱相互作用模拟研究 总被引：1，自引：1，他引：0
针对孤立波与带窄缝双箱的作用问题,应用时域高阶边界元方法建立了二维数值水槽。其中,自由水面满足完全非线性运动学和动力学边界条件,对瞬时自由表面流体质点采用混合欧拉-拉格朗日法追踪,采用四阶龙格库塔法对下一时刻的自由水面的速度势和波面升高进行更新。采用加速度势法求解物体湿表面的瞬时波浪力。采用推板方法生成孤立波。通过模拟孤立波在直墙上的爬高以及施加在直墙上的波浪力,并与已发表的实验和数值结果对比,验证本数值模型的准确性。通过数值模拟计算研究了窄缝宽度、方箱尺寸对波浪在箱体迎浪侧爬高,窄缝内波面升高,箱体背浪侧透射波高及箱体受波浪荷载的影响。同时研究了有一定时间间隔的双孤立波与带窄缝双箱系统作用问题。 相似文献
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In conventional marine seismic exploration data processing, the sea surface is usually treated as a horizontal free boundary. However, the sea surface is affected by wind and waves and there often exists dynamic small-range fluctuations. These dynamic fluctuations will change the energy propagation path and affect the final imaging results. In theoretical research, different sea surface conditions need to be described, so it is necessary to study the modeling method of dynamic undulating sea surface. Starting from the commonly used sea surface mathematical simulation methods, this paper mainly studies the realization process of simple harmonic wave and Gerstner wave sea surface simulation methods based on ocean wave spectrum, and compares their advantages and disadvantages. Aiming at the shortcomings of the simple harmonic method and Gerstner method in calculational speed and sea surface simulation effect, a method based on wave equation and using dynamic boundary conditions for sea surface simulation is proposed. The calculational speed of this method is much faster than the commonly used simple harmonic method and Gerstner wave method. In addition, this paper also compares the new method with the more commonly used higher-order spectral methods to show the characteristics of the improved wave equation method. 相似文献
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利用完全非线性数值波浪水槽技术研究水下平板与波浪的相互作用。假定水下平板厚度极薄、刚性,位于有限水深并且非常接近自由水面。应用四阶龙格库塔方法追踪每一时刻的波面形状,采用阻尼层来吸收反射波以保证算法的稳定性,同时引入平滑和重组的方法抑制自由表面控制点的较高梯度。通过对波浪与浮动圆柱相互作用的数值模拟证实了数值波浪水槽方法的有效性,计算结果与线性理论吻合良好。在波浪数值水槽方法中引入造波板模拟波浪产生并与水下平板发生相互作用,应用傅立叶解析方法对波面变形、波浪力作了分析。结果表明在板非常接近自由水面的情况下会表现出现很强的非线性,揭示了线性理论的局限性。 相似文献
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准确确定越浪量对于斜坡堤设计有重要意义。利用格子Boltzmann方法(LBM),并采用主动吸收式速度入口造波、出流边界消波、VOF方法追踪自由表面以及静态Smagorinsky模型模拟紊流运动,建立二维数值波浪水槽,对光滑斜坡堤上规则波与不规则波越浪进行数值模拟。模拟结果与试验值及其他数值模型结果比较表明,二维LBM数值波浪水槽具有模拟斜坡堤越浪的能力,但对于破碎较为剧烈的越浪过程模拟,该模型还存在一定的不足,未来可从提高自由表面模型精度等方面进一步改善其性能。 相似文献
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The system with one floating rectangular body on the free surface and one submerged rectangular body has been applied to a wave energy conversion device in water of finite depth. The radiation problem by this device on a plane incident wave is solved by the use of an eigenfunction expansion method, and a new analytical expression for the radiation velocity potential is obtained. The wave excitation force is calculated via the known incident wave potential and the radiation potential with a theorem of Haskind employed. To verify the correctness of this method, an example is computed respectively through the bound element method and analytical method. Results show that two numerical methods. are in good agreement, which shows that the present method is applicable. In addition, the trends of hydrodynamic coefficients and wave force are analyzed under different conditions by use of the present analytical method. 相似文献
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Nicholas DODD 《中国海洋工程》1999,(2)
-A nonlinear model of mean free surface of waves or wave set-up is presented.The model isbased on that of Roelvink(1993),but the numerical techniques used in the solution are based on theWeighted-Average Flux(WAF)method(Watson et al,1992),with Time-Operator-Splitting(TOS)usedfor the treatment of the source terms.This method allows a small number of computational points to beused,and is particularly efficient in modeling wave set-up.The short wave(or primary wave)energy equa-tion is solved by use of a more traditional Lax-Wendroff technique.A nonlinear wave theory(James,1974)is introduced.The model described in this paper is found to be satisfactory in most respects whencompared with the measurements conducted by Stive(1983)except in modeling the mean free surface veryclose to the mean shoreline. 相似文献
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A time-domain method is applied to simulate nonlinear wave diffraction around a surface piercing 3-D arbitrary body. The method involves the application of Taylor series expansions and the use of perturbation procedure to establish the corresponding boundary value problems with respect to a time-independent fluid domain. A boundary element method based on B-spline expansion is used to calculate the wave field at each time step, and the free surface boundary condition is satisfied to the second order of wave steepness by a numerical integration in time. An artificial damping layer is adopted on the free surface for the removal of wave reflection from the outer boundary. As an illustration, the method is used to compute the second-order wave forces and run-up on a surface-piercing circular cylinder. The present method is found to be accurate, computationally efficient, and numerically stable. 相似文献
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本文采用圆柱体阵列来模拟珊瑚礁面的大糙率,通过波浪水槽实验研究礁面糙率对孤立波传播变形及岸滩爬高的影响。结果表明,粗糙礁面的存在显著削弱了礁坪上孤立波的首峰和礁后岸滩反射造成的次峰,同时降低了波浪在珊瑚礁面的传播速度;垂直于岸线方向沿礁相对波高随着入射波增大而减小,随着礁坪水深的增大而增大,粗糙礁面上波高沿礁的衰减更为显著;礁前斜坡的无量纲反射波高随无量纲入射波高的变化与礁坪水深有关,当入射波高足够大时其趋于常值,粗糙礁面略微增大了礁前斜坡的反射;无量纲透射波高和岸滩爬高随着无量纲入射波高的增大而减小,特别是礁坪水深较大时更为显著,粗糙礁面时的无量纲岸滩爬高相对于光滑礁面平均减小46%;通过回归分析得出了同时适合于光滑和粗糙礁面的预测孤立波岸滩爬高的经验关系式。 相似文献